摘要：真随机数发生器(TRNG)作为一类重要的硬件安全原语,在密钥生成、初始化向量和协议中的身份认证等加密领域得到应用。为设计出高吞吐量的轻量级TRNG,该文研究了利用多路选择器(MUX)和异或门(XOR gate)的开关特性来产生亚稳态的方法,提出一种基于亚稳态叠加单元(MS-cell)的TRNG(MS-TRNG)设计。它将MUX和异或门触发的亚稳态进行叠加,从而提高TRNG的熵。所提TRNG分别在Xilinx Virtex-7和Xilinx Artix-7 FPGA开发板中实现,无需后处理电路。与其他先进的TRNG相比,所提TRNG具有最高的吞吐量和极低的硬件开销,并且它所生成的随机序列通过了NIST测试和一系列性能测试。

摘要：现有关于环境温度影响桥梁自振频率特性的研究通常针对特定桥梁,其通用性受到了一定的限制.鉴于混凝土梁式桥是应用最广泛的桥梁类型,本文从自振频率解析解出发,推导了混凝土梁式桥自振频率和温度关系的通用迭代计算公式,并通过数值算例和环境耦合箱模型试验进行验证.结果表明:环境温度对桥梁自振频率的影响不可忽视,所提出的桥梁自振频率迭代计算公式能有效考虑环境温度的影响,可用于计算实际温度作用下的混凝土梁式桥的频率.

摘要：正交异性板因重量轻、承载能力强等优点而被广泛运用于工程结构。基于格林函数,结合新兴的近场动力学微分算子(peridynamic differential operator, PDDO),提出一种分析正交各向异性板自由振动特性的方法。首先,将振动控制方程中的位移函数假设为含格林函数的一阶积分形式;其次,将线性四阶偏微分方程分别在切口板的径向和周向离散成代数方程;最后,通过PDDO构造插值函数表示径向和周向非公共离散点位移,建立自由振动广义特征方程,获得正交各向异性切口板自振频率及振型,证明了该方法的准确性,并分析切口几何参数对结构振动特性的影响规律,为板壳结构设计提供支撑。

摘要：目的 针对冷轧辊表面的循环应力、摩擦磨损的特殊服役环境,设计空气燃料超音速火焰喷涂(HVAF)制备Cr_(3)C_(2)-FeCrBSi复合涂层来提高工件表面的硬度和耐磨性。方法 利用HVAF技术在冷轧辊用合金钢板表面制备不同尺寸陶瓷颗粒混合的Cr_(3)C_(2)-Fe CrBSi的复合涂层,并在600、700、800℃进行退火处理后得到退火态涂层。利用XRD、SEM、显微硬度计、电子拉伸试验机、盘式摩擦磨损试验机和接触疲劳试验机,考察了不同陶瓷含量和不同退火温度下涂层的相组成、组织结构、机械性能、摩擦磨损性能和接触疲劳失效形式。结果 喷涂态涂层的显微硬度、结合强度随着Cr_(3)C_(2)含量的增加先上升后下降。当陶瓷相质量分数为10%时,复合涂层最佳,显微硬度、结合强度分别为459.6HV0.3、42.8 MPa。选取Cr_(3)C_(2)(质量分数10%)-FeCrBSi涂层经过退火处理后,涂层的硬度、断裂韧性、抗磨损性能均有提升,其中摩擦因数由原先的0.89降低至0.80~0.75。此外在700℃下退火3 h得到的涂层,显微硬度可达490.3HV0.3,断裂韧性由2.81 MPa·m1/2提升至3.15 MPa·m1/2,磨损率为6.80×10^(-14) m^(3)/(N·m),与喷涂态涂层相比,磨损率降低了15%。喷涂态、退火态涂层的磨损机制均为磨粒磨损。接触疲劳试验结果表明,退火态复合涂层的接触疲劳失效形式主要有剥落和分层,同时剥落失效情况下涂层的接触疲劳寿命更长,可达2.07×10^(5)转。结论 Cr_(3)C_(2)-Fe Cr BSi复合涂层良好的抗磨损和耐接触疲劳性能主要取决于Cr_(3)C_(2)硬质耐磨颗粒的加入。而退火热处理可以促进涂层向平衡态的转变、同时析出的二次碳化物(Cr, Fe)7C3起到沉淀强化的作用,使得退火态涂层具有更好的抗摩擦磨损性能。

摘要：文章以安徽省天长市某体育场为工程背景,研究大跨空间管桁架钢结构屋盖分区同步卸载方式,提出分区、同步卸载方案,并对钢结构屋盖的卸载全过程进行实时动态监控;运用有限元分析对施工全过程进行模拟计算,并将现场实测数据与数值模拟结果进行对比分析,保障屋盖结构在卸载过程中处于安全稳定状态,圆满完成卸载。屋盖卸载过程中应力与位移变化均在设计范围以内,有限元模拟分析与实测结果吻合较好。研究结果可为其他大跨空间管桁架结构屋盖卸载方案设计、应用及施工过程监控提供参考。

摘要：文章运用大涡模拟(large eddy simulation,LES)湍流模型对天长市某大跨度体育场风效应进行数值风洞模拟,得到体育场平均风压、脉动风压分布规律及风荷载时程,利用阵风荷载因子法计算体育场屋盖的风振系数及等效静力风荷载,与风洞实验结果开展对比研究。结果表明,数值模拟评估的体育场表面风压分布规律与风洞实验结果吻合较好,能够较好地反映大跨度体育场表面风压分布情况,2种方法计算得到的风振系数及等效静力风荷载也基本相同,说明大涡模拟技术能有效预测大跨度空间结构风荷载。研究结果可为大跨度体育场的抗风设计提供技术参考。

摘要：为了提高微型涡旋压缩机的制冷性能,以某款微型制冷涡旋压缩机为研究对象,建立涡旋压缩机制冷性能系数的数学模型,添加几何参数约束条件,通过粒子群算法对制冷涡旋压缩机的几何设计参数进行优化以达到提高性能的目标。以能效比为优化目标函数,通过MATLAB软件进行迭代优化。在得到优化前后涡旋型线几何参数的基础上,建立优化前后涡旋压缩机动静涡旋盘的流体域数学模型,利用流体力学(CFD)的方法对优化前后模型进行数值模拟。对比分析优化前后涡旋压缩机几何、性能参数以及工作腔中工质流动规律和状态分布。分析表明:在通过粒子群算法优化后的微型制冷涡旋压缩机涡旋盘总体质量减小7.92%,吸气容积增大87.77%,性能系数提高88.08%。在数值模拟中对比优化前后进出口的质量流量,优化后的进口质量流量提高84.25%,出口质量流量提高82.14%;工作腔的压力分布在优化后过压缩现象降低,但出口压力大幅增大,其优化后工作腔中的瞬态峰值压力比优化前增大67.78%。但由于中心压缩腔变大,出现排气口被遮挡现象,导致优化后工作腔压力在某时刻会呈现不对称分布。该研究可为微型制冷涡旋压缩机的设计提供参考。

摘要：针对光伏跟踪系统运行时负载端产生高频振荡以及在运行过程中遇到的极端天气等不可控因素导致的系统失调、鲁棒性降低等问题,根据光伏跟踪系统中负载反馈模型实现速度控制,设计了一种改进型分数阶自抗扰控制器。该控制器采用函数优化后的分数阶跟踪微分器和线性组合的分数阶扩张状态观测器来抑制高频振荡,加快负载端速度响应并提高系统抗干扰能力。实验结果表明,改进后的分数阶自抗扰控制器使得抑制了负载端39.60%的高频振荡,系统稳态时间缩短了20.83%,转速波动减少了36.97%,有效改善了系统控制性能,提高了系统鲁棒性。

摘要：为了提高电液伺服系统(EHSSs)控制性能,考虑外部干扰力、摩擦力、参数变动、结构振动及未建模特性等系统不确定性,构建系统状态空间模型.为了应对系统不确定性,提出新型扩张滑模观测器(ESMO),用于同时估计系统全状态和系统不确定性,并结合等值注入原理及饱和函数进行合理优化.利用系统不确定性的估计值,在反步控制设计中引入障碍Lyapunov函数,将系统的跟踪误差约束在一定范围内,结合参数自适应律,提高系统控制性能.为了验证所提控制方法的性能,在MATLAB/Simulink软件平台构建仿真模型,进一步地,搭建电液伺服系统实验台及实时控制系统,进行仿真和实验验证.结果表明所提方法的性能优于基于障碍Lyapunov函数的反步控制器及传统的反步控制器.

摘要：为研究聚氯乙烯-碳纤维增强复合材料(PVC-CFRP)管混凝土柱-钢筋混凝土(RC)环梁T型节点的恢复力特性,完成了11根试件的低周反复荷载试验。试验结果表明:增大的环梁节点能有效实现PVC-CFRP管混凝土柱与RC梁的连接,试件显示出良好的抗震性能。在此基础上,优选材料本构关系,采用纤维模型法,编制非线性分析程序,开展节点拟静力试验数值模拟研究,模型预测结果与试验结果吻合较好。基于验证的数值模型,延拓分析环梁节点混凝土强度、环梁高度、梁纵筋配筋率、柱直径以及纵筋屈服强度等参数对其骨架曲线的影响规律,并提出合理设计建议。数值模拟结果表明:环梁节点核心区混凝土强度由20 MPa增至60 MPa,试件的峰值弯矩提高13.7%,极限位移降低8.0%;梁纵筋配筋率由2%增至5%,试件的峰值弯矩提高26.3%,极限位移降低19.9%;梁纵筋屈服强度由400 MPa增至600 MPa,试件的峰值弯矩提高56.3%,极限曲率降低17.9%;试件环梁高度由350 mm增至450 mm,试件的峰值弯矩影响不明显,而极限位移降低11.0%;柱直径由200 mm增至300 mm,试件的峰值荷载提高56.3%,极限位移增加28.5%。